Tìm hiểu về công tác dự báo thời tiết - Page 2 - Tìm hiểu về công tác dự báo thời tiết - Page 2 - Diễn đàn vật lý kỹ thuật

#31 · 06/10/2021, 14:58

Bài viết của bạn giúp mình có thêm kiến thức mới . Cảm ơn bạn rất nhiều

#32 · 11/10/2021, 04:08

Cảm ơn vì kiến thức bổ ích mà bạn mang lại

#33 · 11/10/2021, 04:14

Mình cũng có đọc một bài về IoT,nếu cái này kết hợp với hệ thống của IoT thì tuyệt vời nhỉ.

#34 · 11/10/2021, 20:21

Chủ đề hay, cảm ơn bạn

#35 · 11/10/2021, 20:41

hay quá bạn 🤣

#36 · 13/11/2021, 12:38

Quote from Hoàng Đăng Khánh on 06/10/2021, 14:52

Thế câu nói dự báo thời tiết bằng chuồn chuồn có đúng hong nhỉ "Chuồn chuồn bay thấp thì mưa, bay cao thì nắng, bay vừa thì râm"

đó là kinh nghiệm đúc kết từ kinh nghiệm sống của ông bà ta để thích nghi và sống chung với thời tiết , trồng trọt chăn nuôi khi chưa có những trang thiệt bị hiện đại . có thể nói nó chính xác khoảng nhất định nào đó

#37 · 13/11/2021, 12:38

Quote from Kiên Tôn Quốc on 13/11/2021, 12:38

Quote from Nguyen Minh Tuan on 08/09/2021, 20:42

Ngày nay, dự báo thời tiết đã phát triển với những tiến bộ to lớn trong công nghệ, phục vụ ngày một hiệu quả các lĩnh vực kinh tế - xã hội, trong đó có lĩnh vực hàng không. Trong thực tế tác nghiệp, việc chuẩn bị một bản tin dự báo thời tiết bao gồm nhiều hoạt động: Quan trắc, trao đổi số liệu, phân tích, dự báo và phân phát sản phẩm dự báo. Đây là các thành phần thiết yếu của dịch vụ dự báo thời tiết.

Quan trắc

Để chuẩn bị dự báo thời tiết, trước tiên, dự báo viên phải có được một bức tranh chi tiết về điều kiện thời tiết hiện tại trên một khu vực cụ thể. Điều này đòi hỏi phải quan trắc thường xuyên và chính xác các lớp khí quyển từ thấp lên cao bằng các trạm quan trắc bề mặt, cao không và các các hệ thống viễn thám như vệ tinh, radar khí tượng. Chất lượng của bản tin dự báo thời tiết phụ thuộc rất nhiều vào tính đầy đủ và độ chính xác của số liệu quan trắc trạng thái ban đầu của khí quyển.

Các quan sát khí tượng trên đất liền, trên biển và trong khí quyển được thực hiện và trao đổi quốc tế hàng ngày (Nguồn: COMET)

Các hiện tượng thời tiết không có biên giới quốc gia. Do đó, các quan trắc khí tượng phải bao trùm các quốc gia và các vùng lục địa/đại dương. Để bảo đảm số liệu cho bài toán dự báo thời tiết, việc trao đổi dữ liệu quốc tế có vai trò đặc biệt quan trọng. Vì thế, các CSCCDV KTHK thuộc VATM thường xuyên trao đổi dữ liệu với các trung tâm khí tượng khác trên thế giới thông qua hệ thống viễn thông toàn cầu GTS (Global Telecomunication System), hệ thống trao đổi OPMET khu vực Châu Á-Thái Bình Dương ROBEX (Regional OPMET Exchange) và các hệ thống chuyên dụng khác.

Phân tích dữ liệu

Số liệu quan trắc khí tượng trên một khu vực rộng lớn được vẽ lên bản đồ thời tiết, với các biểu tượng khác nhau đại diện cho gió, nhiệt độ, mây, khí áp và các yếu tố thời tiết khác. Nhờ đó, các Dự báo viên có thể nhanh chóng xác định được tất cả các yếu tố thời tiết tại một địa điểm nhất định, phân tích các kiểu hoàn lưu và xác định vị trí các hệ thống thời tiết quan trọng như khối khí, front, rãnh, áp thấp, áp cao, bão,… Bản đồ thời tiết bao gồm bản đồ bề mặt và các bản đồ cao không thực trạng và quá khứ, để đưa ra một bức tranh bốn chiều của trạng thái khí quyển và tình hình thời tiết. Các giản đồ nhiệt động lực cũng được phân tích từ dữ liệu quan trắc khí quyển giúp các Dự báo viên có thể xác định độ ổn định (stable) của khí quyển theo phương thẳng đứng để đánh giá khả năng tạo ra đối lưu mạnh, là một trong những nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như nhiễu động, dông, bão…

Ví dụ về bản đồ thời tiết và sự thể hiện các yếu tố khí tượng

Dự báo thời tiết số trị

Dự báo thời tiết số trị NWP (Numerical Weather Prediction) là công nghệ dự báo tân tiến, hỗ trợ ngày một hiệu quả trong công tác dự báo thời tiết. Dữ liệu quan trắc được sử dụng làm đầu vào cho các mô hình dự báo thời tiết số trị. Mô hình số này kết hợp các phương trình toán học phức tạp mô phỏng các quá trình theo các định luật vật lý để dự báo diễn biến trạng thái khí quyển. Trong mô hình, bầu khí quyển được chia thành nhiều “khối” khác nhau có kích thước hữu hạn, kích thước các “khối” này phụ thuộc vào phạm vi mô hình, các khối có kích thước lớn để sử dụng cho bài toán dự báo thời tiết toàn cầu, và các khối kích thước nhỏ hơn để dự báo thời tiết khu vực, địa phương. Việc giải các phương trình để tìm ra các nghiệm là trạng thái khí quyển theo từng mốc thời gian trong tương lai đòi hỏi cần có hệ thống các máy tính hiệu năng cao HPC (Hight Performance Computer) để có thể thực hiện được một số lượng tính toán khổng lồ cần thiết. Các sản phẩm cuối cùng là dự báo về gió, nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa và các yếu tố khí tượng khác.

Dự báo gió bề mặt là một trong nhiều loại yếu tố khí tượng được tạo ra bởi mô hình Dự báo thời tiết số.

Phương pháp NWP là phương pháp khách quan và có tính định lượng cao. Tuy nhiên, do hạn chế của công nghệ hiện nay mà độ chính xác trường số liệu đầu vào vẫn còn hạn chế cũng như việc mô hình hóa các quá trình vật lý trong khí quyển chưa thực sự hoàn hảo. Để khắc phục vấn đề trên, người ta phát triển các phương pháp hỗ trợ:

- Thống kê số liệu đầu ra mô hình MOS (Model Oput Statistic): Mô hình này dựa trên các trường ba chiều số liệu đầu ra của các mô hình NWP, số liệu quan trắc bề mặt và các điều kiện khí hậu cho các vị trí cụ thể.

- Dự báo đồng bộ (ensemble forecast): Phương pháp này bao gồm phân tích nhiều kết quả dự báo được tạo ra từ cùng một mô hình bằng cách sử dụng các tham số vật lý khác nhau hoặc các điều kiện ban đầu khác nhau.

Lập bản tin dự báo

Để dự báo thời tiết , Dự báo viên phải kết hợp phân tích dữ liệu với sử dụng các sản phẩm mô hình dự báo số NWP, ảnh radar, vệ tinh khí tượng, đặc điểm khí hậu của khu vực và kiến thức, kinh nghiệm cá nhân. Các dự báo cần phải kịp thời để phục vụ hoạt động bay của các hãng hàng không và nhiều đối tượng sử dụng khác.

Những thách thức trong dự báo thời tiết nhiệt đới

Thời tiết vùng nhiệt đới khó dự báo so với thời tiết vùng ôn đới. Không giống như các vĩ độ trung bình, vùng nhiệt đới có các khối khí tương đối đồng nhất và phân bố nhiệt độ bề mặt và áp suất không khí khá đồng đều. Do đó, ảnh hưởng của các tác động quy mô cục bộ, địa phương và quy mô vừa (mesoscale) (ví dụ như gió đất-biển) chiếm ưu thế hơn so với ảnh hưởng có quy mô synop (quy mô lớn), ngoại trừ các cơn bão nhiệt đới.

Các quy mô không gian và thời gian khác nhau của các hệ thống thời tiết và hiện tượng khí hậu đặt ra
các thách thức dự báo với các mức độ khác nhau

Đối lưu sâu (deep convection) và không khí ẩm ở vùng nhiệt đới thường xuyên gây ra mưa lớn và dông mạnh. Các hệ thống thời tiết đối lưu này có xu hướng phát triển và tan rã nhanh chóng, thường trong vòng một hoặc vài giờ. Ngoài ra, do gió thịnh hành ở vùng nhiệt đới nói chung là nhẹ, nên việc dự đoán sự di chuyển của các cơn dông địa phương có thể gặp khó khăn. Thời gian tồn tại ngắn và kích thước nhỏ của chúng là một thách thức về độ chính xác đối với các dự báo .

Khác với vùng ôn đới, hiện tại độ chính xác của việc dự báo thời tiết đối lưu nhiệt đới bằng các mô hình NWP có phần hạn chế hơn. Ngoài ra, các quá trình nhiệt, động lực phức tạp ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu ở vùng nhiệt đới vẫn chưa được hiểu một cách tường tận. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng đang được thực hiện tại Việt Nam và các trung tâm nghiên cứu khí tượng khác trên thế giới.

Dự báo thời tiết là một bài toán khó và phức tạp, đặc biệt ở các nước thuộc vùng nhiệt đới như Việt Nam. Để tạo ra các sản phẩm dự báo thời tiết có độ chính xác cao theo tiêu chuẩn ICAO, phục vụ hiệu quả hoạt động hàng không, các CSCCDV KTHK phải được bảo đảm đầy đủ các nguồn số liệu cần thiết, kể cả các số liệu, sản phẩm đầu ra của các mô hình dự báo số trị NWP. Tuy nhiên, trong bất cứ hoàn cảnh nào, yếu tố con người luôn đóng một vai trò trung tâm, trọng yếu trong việc bảo đảm chất lượng dự báo. Điều đó đồng nghĩa với việc các Dự báo viên Khí tượng hàng không luôn phải được cập nhật, nâng cao kiến thức chuyên môn, kỹ năng thực hành và kinh nghiệm thực tế cũng như ý thức trách nhiệm nghề nghiệp.

cảm ơn những thông tin từ bạn nha

Quote from Nguyen Minh Tuan on 08/09/2021, 20:42

Ngày nay, dự báo thời tiết đã phát triển với những tiến bộ to lớn trong công nghệ, phục vụ ngày một hiệu quả các lĩnh vực kinh tế - xã hội, trong đó có lĩnh vực hàng không. Trong thực tế tác nghiệp, việc chuẩn bị một bản tin dự báo thời tiết bao gồm nhiều hoạt động: Quan trắc, trao đổi số liệu, phân tích, dự báo và phân phát sản phẩm dự báo. Đây là các thành phần thiết yếu của dịch vụ dự báo thời tiết.

Quan trắc

Để chuẩn bị dự báo thời tiết, trước tiên, dự báo viên phải có được một bức tranh chi tiết về điều kiện thời tiết hiện tại trên một khu vực cụ thể. Điều này đòi hỏi phải quan trắc thường xuyên và chính xác các lớp khí quyển từ thấp lên cao bằng các trạm quan trắc bề mặt, cao không và các các hệ thống viễn thám như vệ tinh, radar khí tượng. Chất lượng của bản tin dự báo thời tiết phụ thuộc rất nhiều vào tính đầy đủ và độ chính xác của số liệu quan trắc trạng thái ban đầu của khí quyển.

Các quan sát khí tượng trên đất liền, trên biển và trong khí quyển được thực hiện và trao đổi quốc tế hàng ngày (Nguồn: COMET)

Các hiện tượng thời tiết không có biên giới quốc gia. Do đó, các quan trắc khí tượng phải bao trùm các quốc gia và các vùng lục địa/đại dương. Để bảo đảm số liệu cho bài toán dự báo thời tiết, việc trao đổi dữ liệu quốc tế có vai trò đặc biệt quan trọng. Vì thế, các CSCCDV KTHK thuộc VATM thường xuyên trao đổi dữ liệu với các trung tâm khí tượng khác trên thế giới thông qua hệ thống viễn thông toàn cầu GTS (Global Telecomunication System), hệ thống trao đổi OPMET khu vực Châu Á-Thái Bình Dương ROBEX (Regional OPMET Exchange) và các hệ thống chuyên dụng khác.

Phân tích dữ liệu

Số liệu quan trắc khí tượng trên một khu vực rộng lớn được vẽ lên bản đồ thời tiết, với các biểu tượng khác nhau đại diện cho gió, nhiệt độ, mây, khí áp và các yếu tố thời tiết khác. Nhờ đó, các Dự báo viên có thể nhanh chóng xác định được tất cả các yếu tố thời tiết tại một địa điểm nhất định, phân tích các kiểu hoàn lưu và xác định vị trí các hệ thống thời tiết quan trọng như khối khí, front, rãnh, áp thấp, áp cao, bão,… Bản đồ thời tiết bao gồm bản đồ bề mặt và các bản đồ cao không thực trạng và quá khứ, để đưa ra một bức tranh bốn chiều của trạng thái khí quyển và tình hình thời tiết. Các giản đồ nhiệt động lực cũng được phân tích từ dữ liệu quan trắc khí quyển giúp các Dự báo viên có thể xác định độ ổn định (stable) của khí quyển theo phương thẳng đứng để đánh giá khả năng tạo ra đối lưu mạnh, là một trong những nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như nhiễu động, dông, bão…

Ví dụ về bản đồ thời tiết và sự thể hiện các yếu tố khí tượng

Dự báo thời tiết số trị

Dự báo thời tiết số trị NWP (Numerical Weather Prediction) là công nghệ dự báo tân tiến, hỗ trợ ngày một hiệu quả trong công tác dự báo thời tiết. Dữ liệu quan trắc được sử dụng làm đầu vào cho các mô hình dự báo thời tiết số trị. Mô hình số này kết hợp các phương trình toán học phức tạp mô phỏng các quá trình theo các định luật vật lý để dự báo diễn biến trạng thái khí quyển. Trong mô hình, bầu khí quyển được chia thành nhiều “khối” khác nhau có kích thước hữu hạn, kích thước các “khối” này phụ thuộc vào phạm vi mô hình, các khối có kích thước lớn để sử dụng cho bài toán dự báo thời tiết toàn cầu, và các khối kích thước nhỏ hơn để dự báo thời tiết khu vực, địa phương. Việc giải các phương trình để tìm ra các nghiệm là trạng thái khí quyển theo từng mốc thời gian trong tương lai đòi hỏi cần có hệ thống các máy tính hiệu năng cao HPC (Hight Performance Computer) để có thể thực hiện được một số lượng tính toán khổng lồ cần thiết. Các sản phẩm cuối cùng là dự báo về gió, nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa và các yếu tố khí tượng khác.

Dự báo gió bề mặt là một trong nhiều loại yếu tố khí tượng được tạo ra bởi mô hình Dự báo thời tiết số.

Phương pháp NWP là phương pháp khách quan và có tính định lượng cao. Tuy nhiên, do hạn chế của công nghệ hiện nay mà độ chính xác trường số liệu đầu vào vẫn còn hạn chế cũng như việc mô hình hóa các quá trình vật lý trong khí quyển chưa thực sự hoàn hảo. Để khắc phục vấn đề trên, người ta phát triển các phương pháp hỗ trợ:

- Thống kê số liệu đầu ra mô hình MOS (Model Oput Statistic): Mô hình này dựa trên các trường ba chiều số liệu đầu ra của các mô hình NWP, số liệu quan trắc bề mặt và các điều kiện khí hậu cho các vị trí cụ thể.

- Dự báo đồng bộ (ensemble forecast): Phương pháp này bao gồm phân tích nhiều kết quả dự báo được tạo ra từ cùng một mô hình bằng cách sử dụng các tham số vật lý khác nhau hoặc các điều kiện ban đầu khác nhau.

Lập bản tin dự báo

Để dự báo thời tiết , Dự báo viên phải kết hợp phân tích dữ liệu với sử dụng các sản phẩm mô hình dự báo số NWP, ảnh radar, vệ tinh khí tượng, đặc điểm khí hậu của khu vực và kiến thức, kinh nghiệm cá nhân. Các dự báo cần phải kịp thời để phục vụ hoạt động bay của các hãng hàng không và nhiều đối tượng sử dụng khác.

Những thách thức trong dự báo thời tiết nhiệt đới

Thời tiết vùng nhiệt đới khó dự báo so với thời tiết vùng ôn đới. Không giống như các vĩ độ trung bình, vùng nhiệt đới có các khối khí tương đối đồng nhất và phân bố nhiệt độ bề mặt và áp suất không khí khá đồng đều. Do đó, ảnh hưởng của các tác động quy mô cục bộ, địa phương và quy mô vừa (mesoscale) (ví dụ như gió đất-biển) chiếm ưu thế hơn so với ảnh hưởng có quy mô synop (quy mô lớn), ngoại trừ các cơn bão nhiệt đới.

Các quy mô không gian và thời gian khác nhau của các hệ thống thời tiết và hiện tượng khí hậu đặt ra
các thách thức dự báo với các mức độ khác nhau

Đối lưu sâu (deep convection) và không khí ẩm ở vùng nhiệt đới thường xuyên gây ra mưa lớn và dông mạnh. Các hệ thống thời tiết đối lưu này có xu hướng phát triển và tan rã nhanh chóng, thường trong vòng một hoặc vài giờ. Ngoài ra, do gió thịnh hành ở vùng nhiệt đới nói chung là nhẹ, nên việc dự đoán sự di chuyển của các cơn dông địa phương có thể gặp khó khăn. Thời gian tồn tại ngắn và kích thước nhỏ của chúng là một thách thức về độ chính xác đối với các dự báo .

Khác với vùng ôn đới, hiện tại độ chính xác của việc dự báo thời tiết đối lưu nhiệt đới bằng các mô hình NWP có phần hạn chế hơn. Ngoài ra, các quá trình nhiệt, động lực phức tạp ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu ở vùng nhiệt đới vẫn chưa được hiểu một cách tường tận. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng đang được thực hiện tại Việt Nam và các trung tâm nghiên cứu khí tượng khác trên thế giới.

Dự báo thời tiết là một bài toán khó và phức tạp, đặc biệt ở các nước thuộc vùng nhiệt đới như Việt Nam. Để tạo ra các sản phẩm dự báo thời tiết có độ chính xác cao theo tiêu chuẩn ICAO, phục vụ hiệu quả hoạt động hàng không, các CSCCDV KTHK phải được bảo đảm đầy đủ các nguồn số liệu cần thiết, kể cả các số liệu, sản phẩm đầu ra của các mô hình dự báo số trị NWP. Tuy nhiên, trong bất cứ hoàn cảnh nào, yếu tố con người luôn đóng một vai trò trung tâm, trọng yếu trong việc bảo đảm chất lượng dự báo. Điều đó đồng nghĩa với việc các Dự báo viên Khí tượng hàng không luôn phải được cập nhật, nâng cao kiến thức chuyên môn, kỹ năng thực hành và kinh nghiệm thực tế cũng như ý thức trách nhiệm nghề nghiệp.

cảm ơn những thông tin từ bạn nha

#38 · 13/11/2021, 12:42

mn có thể cho mình hỏi khả năng chính xác của dự báo thời tiết là bao nhiêu % không ?

#39 · 13/11/2021, 12:43

Quote from Hoàng Đăng Khánh on 06/10/2021, 14:52

Thế câu nói dự báo thời tiết bằng chuồn chuồn có đúng hong nhỉ "Chuồn chuồn bay thấp thì mưa, bay cao thì nắng, bay vừa thì râm"

đúng đó bạn vì chuồn chuồn bay nó có liên quan đến độ ẩm, áp suất

#40 · 13/11/2021, 14:07

Cảm ơn bạn đã đem đến cho mọi người một chủ đề rất hay và bổ ích. Mình xin góp ý là bạn nên chỉnh những hình ảnh ra giữa bài để bắt mắt người đọc hơn nha. Cảm ơn bạn rất nhiều

#41 · 14/11/2021, 11:52

Bài viết của bạn rất hay

#42 · 15/11/2021, 10:47

mô hình này hay thật nhỉ, giúp mình hiểu thêm nhièu thứ

#43 · 20/11/2021, 18:28

cảm ơn bạn vì kiến thức hay và thú vị này

#44 · 25/11/2021, 22:04

Bài viết của bạn rất hay và bổ ích. Mình nghĩ bạn nên bổ sung thêm nguồn thì bài viết sẽ thu hút được người đọc hơn. Cảm ơn bạn đã chia sẻ.

#45 · 25/11/2021, 22:39

Phải chi dự báo thời tiết mà chắc chắn đúng nhể. thành ra chúng ta không còn phải phân vân có nên mang theo ô dù áo mưa nữa hay không vì khi đó thời tiết được dự báo chắn chắn sẽ đúng.

#46 · 28/11/2021, 03:10

Để hiểu rõ hơn về đại dương và những ảnh hưởng của nó đối với khí hậu và thời tiết, chúng ta cần sử dụng các công nghệ có khả năng giám sát đại dương một cách có hệ thống. Hiện tại, WMO đã và đang sử dụng Hệ thống Quan trắc Đại dương Toàn cầu (GOOS), là hệ thống bao gồm mạng lưới phao trôi, tàu và các quan trắc khác để theo dõi tình trạng hiện tại của đại dương và theo dõi cách đại dương ấm lên và thay đổi như thế nào. Bên cạnh đó, WMO hợp tác với lĩnh vực hàng hải để đảm bảo quan trắc thời tiết và đại dương liên tục từ các Tàu Quan trắc Tự nguyện và các nền tảng quan trắc khác trên đại dương. Mặc dù, khoa học công nghệ đã phát triển và có nhiều tiến bộ, nhưng phần lớn đại dương vẫn chưa được theo dõi, giám sát một cách sát sao. Do vậy, chúng ta cần có những quan trắc lâu dài và bền vững hơn để hiểu rõ hơn, qua đó dự đoán và cung cấp các dịch vụ hỗ trợ những thay đổi do tự nhiên và con người gây ra trong môi trường toàn cầu.

#47 · 02/12/2021, 19:33

Bài viết rất hay, cám ơn bạn đã chia sẽ

#48 · 10/12/2021, 10:23

Cảm ơn bài viết rất bổ ích của bạn, nhờ vậy mình mới hiểu rõ hơn về các chương trình dự báo thời tiết!